特許 7604828 加工された不織布を用いた不織布製品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(54)【発明の名称】加工された不織布を用いた不織布製品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   D04H 3/007 20120101AFI20241217BHJP

【ＦＩ】

D04H3/007

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020165467

(22)【出願日】2020-09-30

(65)【公開番号】P2022057292

(43)【公開日】2022-04-11

【審査請求日】2023-05-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000122298

【氏名又は名称】王子ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】神野 文夫

(72)【発明者】

【氏名】牧 伸明

(72)【発明者】

【氏名】徐 暁師

【審査官】斎藤 克也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－２２６８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０６９８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０３８３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３４５３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５３９３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／１０５５６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－０６６９８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ０４Ｈ １／００ － １８／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱可塑性樹脂と滑剤とを含む不織布を前記熱可塑性樹脂の結晶化温度以上融点以下の温度で加熱処理を行った後に加工して不織布製品を製造し、
前記熱可塑性樹脂はポリプロピレン系樹脂であり、
前記滑剤は、エルカ酸アミドであり、
前記加熱処理は、５６～７０℃の温度で、３時間以上保持されることにより行われることを特徴とする不織布製品の製造方法。

【請求項2】

前記熱可塑性樹脂の融点が１００℃以上であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。

【請求項3】

前記不織布中に前記滑剤が３０００から６０００ｐｐｍ含有されることを特徴とする請求項１または２に記載の製造方法。

【請求項4】

前記加工は、前記不織布の前記加熱処理後の前記滑剤のブリードアウト量が前記不織布に含まれる滑剤の量の６３％未満で行われることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の製造方法。

【請求項5】

前記加工は、前記加熱処理後３時間以内に行われることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の製造方法。

【請求項6】

前記不織布はスパンボンド法により製造されることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の製造方法。

【請求項7】

前記加工は、前記加熱処理後、室温に冷却したのちに行われることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、不織布製品の製造方法に関し、特に、熱可塑性樹脂と滑剤を含む不織布を用いた不織布製品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、不織布は、使い捨ておむつ、生理用品、その他の衛生製品、衣料素材、包帯、包装材等の各種用途に供せられている。このように当該不織布は、直接身体と接触する用途で用いられることが多く、身体への良好な装着感や心地よさなどの観点から、手触り感や風合いの改良が要求され、これまでに種々の技術開発が行われてきた。例えば、使い捨ておむつ等を構成する不織布は、例えば乳幼児の肌に直接触れるものであるため、特に柔軟性や肌触りが優れている必要がある。

【0003】

不織布の手触り感などの風合いの改良方法としては、不織布に滑剤などの添加剤を添加する方法がある。これは、添加した滑剤を不織布表面にブリードさせることで、不織布の手触り感や風合いを改良するものである（例えば、特許文献１および２参照）。

【0004】

一方、界面活性剤などの添加剤が溶融紡糸時にブリードアウトしたり（特許文献３参照）、ブリードした添加剤により梱包等の工程での製品の把持が困難になるなど、添加剤の過剰なブリーディングが製造工程での加工性を低下させることもある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００２－３８３６４号公報

【文献】国際公開第２０１２／１０５５６７号

【文献】特開２０１８－１７８２７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本願発明の目的は、これらを鑑み、製品使用時には不織布製品の肌触り等の風合いを向上しつつ、製品製造時には過剰なブリーディングを抑制し、加工性を向上させた不織布を用いた不織布製品の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するための本発明は、以下の態様を有する。

【0008】

本発明の一実施態様は、熱可塑性樹脂と滑剤とを含む不織布を前記熱可塑性樹脂の結晶化温度以上融点以下の温度で加熱処理を行った後に加工して不織布製品を製造する不織布製品の製造方法に関する。

【0009】

本発明の一実施態様において、前記熱可塑性樹脂の融点が１００℃以上であってもよく、また、他の実施態様において、前記滑剤が炭素数１５から２２の脂肪酸アミドであり、前記不織布中に前記滑剤が３０００から６０００ｐｐｍ含有されてもよい。

【0010】

本発明の一実施態様において前記加工は、前記不織布の前記加熱処理後の前記滑剤のブリードアウト量が前記不織布に含まれる滑剤の量の６０％未満の状態で行われてもよく、他の実施態様では、前記加工は、前記加熱処理後３時間以内に行われてもよい。

【0011】

本発明の一実施態様において、前記不織布はスパンボンド法により製造され、他の実施態様において、前記熱可塑性樹脂はポリプロピレン系樹脂であってもよく、また、一実施態様において、前記滑剤は、エルカ酸アミドであってもよい。

【0012】

本発明の一実施態様において、前記加熱処理は、５６～７０℃の温度で、３時間以上保持されることにより行われる。また、他の実施態様において、前記加工は、前記加熱処理後、室温に冷却したのちに行われる。

【発明の効果】

【0013】

本発明の不織布製品の製造方法は、製品使用時には不織布製品の肌触り等の風合いを有しつつ、製品製造時には加工性の向上した不織布を用いて製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】不織布製造～製品加工の工程中でのポリプロピレン樹脂からの滑剤のブリーディングをシミュレーションした図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。

【0016】

Ａ．不織布
本発明で加工される不織布は、熱可塑性樹脂と滑剤とを含む樹脂組成物から製造される。

【0017】

Ａ－１．熱可塑性樹脂
本発明に用いられる熱可塑性樹脂は、後述する滑剤と相溶性があるものであればよく、好ましくは、融点が１００℃以上の熱可塑性樹脂である。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂；ポリイミド系樹脂；ナイロン６，６等のポリアミド系樹脂、およびこれらの共重合体ならびにこれらの混合物を用いることができる。本発明の熱可塑性樹脂は、結晶性の異なる二種以上の樹脂を混合してもよい。

【0018】

本発明の一実施態様において、熱可塑性樹脂はオレフィン系樹脂を用いてもよい。本発明に用いることができるオレフィン系樹脂は、エチレンおよび炭素数３～２８のα－オレフィンから選ばれる１種上のモノマーを重合してなるオレフィン系重合体が好ましい。特にポリプロピレン樹脂が好ましい。本発明に用いるオレフィン系樹脂は、融点の低い低結晶性の樹脂と、融点の高い高結晶性の樹脂とを混合して用いることもできる。

【0019】

本発明に用いる熱可塑性樹脂の分子量は用いるモノマーや融点により異なるが、本発明の一実施態様としてポリプロピレン樹脂の場合、１０万～２０万の重量平均分子量を有することが好ましい。

【0020】

Ａ－２．滑剤
本発明に用いられる滑剤は、上記熱可塑性樹脂と相溶性があり、かつ製品使用温度で繊維表面にその一部がブリードアウトするものであれば、特に制限はない。例えば、脂肪酸アミド化合物；脂肪酸化合物；パラフィンおよび炭化水素樹脂；シリコーン系化合物；シリコーン系重合体；フッ素系化合物、テトラフルオロエチレンとプロピレンの共重合体、ビニリデンフロライドとヘキサフルオロプロピレンの共重合体などのフッ素系重合体、ならびにこれらの混合物を用いることができる。本発明の一実施態様において、滑剤は、好ましくは、脂肪酸アミド化合物である。

【0021】

脂肪酸アミド化合物としては、脂肪酸モノアミド化合物、脂肪酸ジアミド化合物、飽和脂肪酸モノアミド化合物、不飽和脂肪酸ジアミド化合物が挙げられる。好ましくは炭素数１５～２２の脂肪酸アミドである。具体的には、ラウリン酸アミド、ミリスチン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、モンタン酸アミド、Ｎ，Ｎ’－メチレン－ビス－ラウリン酸アミド、Ｎ，Ｎ’－メチレン－ビス－ミリスチン酸アミド、Ｎ，Ｎ’－メチレン－ビス－パルミチン酸アミド、Ｎ，Ｎ’－メチレン－ビス－ベヘン酸アミド、Ｎ，Ｎ’－メチレン－ビス－オレイン酸アミド、Ｎ，Ｎ’－メチレン－ビス－エルカ酸アミド、Ｎ，Ｎ’－エチレン－ビス－オレイン酸アミド、Ｎ，Ｎ’－エチレン－ビス－エルカ酸アミドなどが挙げられ、これらは複数組み合わせて用いてもよい。特にエルカ酸アミドが好ましい。

【0022】

本発明における滑剤の含有量は、特に制限はなく、たとえば樹脂組成物中０．０１～１質量％、好ましくは０．１～０．６質量％の範囲である。この含有量は、熱可塑性樹脂の種類、結晶性、ＭＦＲなどの樹脂特性、滑剤の種類、得られる不織布の要求性状、加熱処理条件等総合的に判断して決定されるものである。

【0023】

たとえば、熱可塑性樹脂としてポリプロピレン樹脂を、滑剤としてエルカ酸アミドを用いる場合には、樹脂組成物に対して８００～８０００ｐｐｍ、特に３０００～６０００ｐｐｍの範囲が好ましい。この場合、処理条件にもよるが、８００ｐｐｍ未満であると、不織布の静摩擦係数を０．１～０．４の範囲に制御することが難しい場合があり、８０００ｐｐｍを越えると不織布表面のエルカ酸アミドの量が多くなり、白粉発生などの外観の悪化や熱融着性、二次加工性の低下の原因となる場合がある。

【0024】

Ａ－３．その他の添加剤
本発明で加工される不織布には、後述する加熱処理後の不織布の加工時における特性に影響を与えるものでなければ、不織布製品の用途、特性付与などのために、不織布一般に用いられる公知の添加剤成分を加えることができる。これらの公知の添加剤成分としては、ステアリン酸カルシウム、ハイドロタルサイトなどの中和剤、フェノール系、リン系、イオウ系などの酸化防止剤、熱安定剤、造核剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、難燃剤、顔料、染料、あるいはシリカ、タルク、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウムなどの無機粉末などが挙げられる。

【0025】

Ｂ．加工用不織布の製造方法
Ｂ－１．処理前不織布の製造
本発明で加工される不織布は、上記熱可塑性樹脂および滑剤を含む樹脂組成物より形成された長繊維または短繊維のいずれの繊維を用いて製造されてもよい。不織布を得る方法としては、公知の方法を採用することができる。例えば、スパンボンド法、メルトブローン法（メルトブロー法）、スパンレース法、サーマルボンド法、ケミカルボンド法、エアレイド法、ニードルパンチ法、フラッシュ紡糸等が挙げられる。本発明の一実施態様において、メルトブローン法またはスパンボンド法が好ましく、より好ましくはスパンボンド法である。

【0026】

Ｂ－２．不織布の加熱処理（エージング処理）
本発明の一実施態様において、上記の方法により製造された不織布は、加工前に加熱処理（エージング処理）が行われてもよい。当該加熱処理は、滑剤が熱可塑性樹脂中で拡散が促進される温度で行われ、好ましくは、熱可塑性樹脂の融点以下、室温以上で行われる。また、本発明の一実施態様における加熱処理温度は、熱可塑性樹脂と滑剤との組み合わせに基づいて決定されてもよい。例えば、熱可塑性樹脂としてポリプロピレン系樹脂を用いる場合には、５６℃～７０℃で加熱処理を行ってもよい。

【0027】

また、本発明の一実施態様において、上記加熱処理は、ブリードアウトした滑剤の少なくとも一部が繊維内に溶け込むのに十分な時間行われる。例えば、不織布を５６℃～７０℃の温度下で、３時間以上保持することにより、加熱処理を行ってもよい。

【0028】

当該加熱処理により滑剤が熱可塑性樹脂に相溶するため、繊維表面にブリードアウトしていた滑剤が繊維内に溶け込み、繊維表面の摩擦係数が増加することとなる。
Ｃ．不織布の加工
本発明の一実施態様において、上記のとおり、加熱処理された不織布は、不織布製品を製造するために、加工される。加熱処理後、不織布はそのまま加工に供されてもよく、また、室温等、適切な温度まで冷却した後、加工されてもよい。

【0029】

冷却後、繊維内に相溶していた滑剤が再び繊維表面にブリードアウトを始めるため、加熱処理から上記加工までは、早期に行われることが好ましい。本発明の一実施態様では、不織布繊維に含まれる滑剤の６３％がブリードアウトする以前に加工を行うことが好ましい。例えば、本発明の一実施態様においては、加熱処理後、室温下で３時間以内に加工が行われる。当該加熱処理により、繊維表面の摩擦係数が増加するため、不織布が把持しやすくなり、不織布および不織布製品の移動や梱包等の作業において、作業性を向上させることができる。また、加熱処理を行うことで繊維表面にブリードアウトする滑剤の量を、製造温度等の不織布の製造環境に影響を受けることなく、一定に維持することができるため、加工用機械の調整が容易となる。一方、通常は消費者等が製品を使用する際には、繊維内に相溶していた滑剤が繊維表面にブリードアウトするのに十分に長い時間、加熱処理から経過しているため、滑剤によりもたらされる不織布の風合いは損なわれない。

【0030】

本発明の方法により製造される不織布製品は、特に限定されないが、例えば、使い捨ておむつ用部材、おむつカバー用伸縮性部材、生理用品用伸縮性部材、衛生製品用伸縮性部材、伸縮性テープ、絆創膏、衣料用伸縮性部材、衣料用絶縁材、衣料用保温材、防護服、帽子、マスク、手袋、サポーター、伸縮性包帯、湿布剤の基布、スベリ止め基布、振動吸収材、指サック、クリーンルーム用エアフィルター、エレクトレット加工を施したエレクトレットフィルター、セパレーター、断熱材、コーヒーバッグ、食品包装材料、自動車用天井表皮材、防音材、クッション材、スピーカー防塵材、エアクリーナー材、インシュレーター表皮、バッキング材、接着不織布シート、ドアトリム等の各種自動車用部材、複写機のクリーニング材等の各種クリーニング材、カーペットの表材や裏材、農業捲布、木材ドレーン、スポーツシューズ表皮等の靴用部材、かばん用部材、工業用シール材、ワイピング材及びシーツなどを挙げることができる。特に、本発明の一実施態様は、紙おむつ等の衛生製品の製造に好ましく用いられる。

【実施例】

【0031】

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。

【0032】

［滑剤のブリードアウト量の測定］
不織布サンプルを１ｇ採取し、メタノールで表面にブリードした滑剤を溶出した後に、溶剤中の滑材量をGC-MS法で定量分析してブリード量を測定した。

【0033】

［不織布の摩擦係数の測定］
ＪＩＳ Ｋ７１２５に準拠して、HEIDON表面性測定機（１４ＤＲ：新東科学社製）を用い、不織布同士を接触させて接触面４０ｃｍ２、荷重２００ｇで１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で動摩擦係数を５点測定して平均値を取り、摩擦係数とした。

【0034】

［実施例１：不織布１の製造］
（不織布の製造）
ポリプロピレン樹脂（融点１６２℃、ＭＦＲ６０ｇ／１０分）９０部と、ポリプロピレン樹脂（融点１６２℃、ＭＦＲ６０ｇ／１０分）にエルカ酸アミドを５重量％を混合したマスターバッチ８部を、混練押出機（日本製鋼所製、一軸混練押出機（口径φ４０ｍｍ））における原料投入位置の上流に備え付けられた樹脂ペレットホッパー内で計量混合器にて混合した。

【0035】

混練押出機では、押出量が１００～２００ｋｇ／時となるようにスクリュー回転数を調整し、溶融樹脂を製造したものを、多数の紡糸孔（ノズル）を備えた口金（ダイ）に導入し、吐出した。その後、溶融紡糸された長繊維を冷却室に導入し、冷却風により冷却した後、延伸エアにより長繊維を延伸（牽引）し、長繊維集合体を移動捕集面上に堆積させた。堆積した長繊維集合体にエンボスロールにて部分的に熱融着をさせることで、スパンボンド不織布を形成した。得られた不織布をワインダーで巻取り、スリッターで幅５００ｍｍに分割して巻長１００００ｍ長の不織布ロールを作製し、両端面をクラフト紙で養生した状態で自動包装機にてポリエチレンフィルムで梱包した。梱包した状態で、室温３０℃の倉庫にて２４時間保管した。保管後の不織布のエルカ酸アミドのブリード量を測定した。

【0036】

（加熱処理）
保管後の不織布を梱包した状態で、６０℃の恒温槽にて３時間加熱処理を行った。加熱処理後のエルカ酸アミドのブリード量を測定した。

【0037】

(製品加工)
恒温槽から取り出した不織布を加工機に装着し、製品加工を行った。加工時間は３時間であった。加工後の製品から採取した不織布のエルカ酸アミドのブリード量と不織布の摩擦係数を測定した。

【0038】

［実施例２：不織布２の製造］
（加熱処理）の工程で、加熱処理温度を５６℃にした以外は実施例１と同様にしてエルカ酸アミドブリード量と不織布の摩擦係数を測定した。

【0039】

［比較例１：不織布Ａ１の製造］
（加熱処理）の工程を実施しない以外は実施例１と同様にしてエルカ酸アミドブリード量と不織布の摩擦係数を測定した。

【0040】

［比較例２：不織布Ａ２の製造］
（加熱処理）の工程で、加熱処理温度を４０℃にした以外は実施例１と同様にしてエルカ酸アミドブリード量と不織布の摩擦係数を測定した。

【0041】

【表1】

【0042】

図１は不織布製造～製造加工の工程中でのポリプロピレン樹脂からの滑剤のブリーディングを趣味レーションした図である。

【0043】

この例では、製品としては２５００ｐｐｍ以上のブリードアウト量が必要であるが、製品加工時のスリップトラブルを防止するため、加工時間内では２５００ｐｐｍ以下になっていることが要求される。

【0044】

実施例１、実施例２は、加工時には２５００ｐｐｍ以下であり、加工後に２５００ｐｐｍ以上となっている。

【0045】

比較例１、比較例２は、加工時に２５００ｐｐｍ以上となっており、スリップトラブルが発生する。比較例２で４０℃で加熱処理を行うとブリード量が逆に増加するのは、樹脂中の残存エルカ酸アミドの方が、４０℃における樹脂中の飽和溶解量よりも多いため、温度を４０℃に上げることで拡散が加速され、ブリードの進行が速くなったためである。

【図1】